一种基于多级加热的高效聚能电加热装置及其控制方法与流程

本发明属于电加热设备，具体涉及一种基于多级加热的高效聚能电加热装置及其控制方法。

背景技术：

1、电加热器是一种流行的电加热设备，用于对流动的液态、气态介质的升温、保温、加热，其中电阻丝电加热器在日常生活中应用最为广泛，利用电流的焦耳效应将电能转变成热能以加热物体，但是由于电阻丝的极限加热温度有一定上限并且其传热过程中能量损耗较大，热量传递效率低，导致电加热设备的最高使用温度无法实现，为此我们提出一种基于多级加热的高效聚能电加热装置及其控制方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于多级加热的高效聚能电加热装置及其控制方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于多级加热的高效聚能电加热装置，包括

3、加热平台，内置温度传感器；

4、封闭外壳，所述封闭外壳设置在所述加热平台的下部；

5、ⅰ级加热组件，所述ⅰ级加热组件设置在所述加热平台的底部，且所述ⅰ级加热组件设置在所述封闭外壳的内部；

6、ⅱ级加热组件，所述ⅱ级加热组件的输出端与所述ⅰ级加热组件连接，所述ⅱ级加热组件设置在所述封闭外壳的内部；

7、加热控制器，所述温度传感器、所述ⅰ级加热组件和所述ⅱ级加热组件均与所述加热控制器连接。

8、优选的，所述ⅰ级加热组件包括多个电阻加热器，多个所述电阻加热器等间距设置在所述加热平台的底部；

9、所述电阻加热器与所述加热控制器连接。

10、优选的，所述电阻加热器为采用功率2kw，加热温度1000℃的微型电阻炉构成的电阻加热器；

11、所述微型电阻炉内的电阻丝采用铬铝、镍铬或钼锰合金制成的细丝状电阻丝。

12、优选的，所述ⅱ级加热组件的输出端与电阻加热器相连接，所述ⅱ级加热组件包括热源、高效聚能罩和导热通道；

13、所述高效聚能罩与所述导热通道连接，所述热源设置在所述高效聚能罩内，所述导热通道的输出口与所述电阻加热器相连通；

14、所述热源与所述加热控制器连接。

15、优选的，所述高效聚能罩包括聚能碗和集能锥形筒，所述聚能碗和所述集能锥形筒平顺连接，所述集能锥形筒的输出口与所述导热通道连接。

16、优选的，所述聚能碗的内壁设置有反射层，所述反射层为传热系数高、反射率高的浅色金属薄板或传热系数高、反射率高的反射涂层。

17、优选的，所述热源安装在所述聚能碗的球心位置，所述热源为功率2kw，加热温度1000℃的微型电阻炉。

18、优选的，所述导热通道的输出口处设置有ⅱ级温度传感器，所述ⅱ级温度传感器与所述加热控制器连接。

19、优选的，所述导热通道的内周侧为螺旋反射结构，所述螺旋反射结构为传热系数高，反射率高的反射涂层。

20、一种基于多级加热的高效聚能电加热装置的控制方法，包括如下步骤：

21、a：启动装置，检查装置各部分是否能够正常使用，若装置正常使用则继续进行，若装置故障则检修；

22、b：首先输入所需加热温度，判断所需加热温度是否超过1000℃，如未超过1000℃，则仅需ⅰ级加热组件即可达到所需加热温度，故仅启动ⅰ级加热组件，通过温度传感器判定是否达到所需加热温度，同时加热控制器控制ⅰ级加热组件加热加热平台达到所需加热温度并保持恒温；

23、c：若超过1000℃，则需同时启动ⅰ级加热组件和ⅱ级加热组件，以达到所需加热温度，先将ⅰ级加热组件满功率运作，通过温度传感器反馈所差的温度由ⅱ级加热组件提供，同时导热通道输出口处的ⅱ级温度传感器通过加热控制器来调节ⅱ级加热组件所提供的实际温度，最终实加热平台内部的温度传感器确定叠加温度，通过加热控制器使之保持恒温；

24、d：达到所需加热温度后，可进行加热实验，加热实验结束后，将ⅰ级加热组件和ⅱ级加热组件关闭并将装置冷却至室温即可。

25、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

26、1、本发明通过ⅰ级加热组件和ⅱ级加热组件的多级加热功能可以实现更高加热温度要求和更大加热温度范围的所需加热温度，能够有效的解决当前电加热器的加热温度上限不够高的问题；

27、2、本发明中高效聚能罩包括聚能碗和集能锥形筒，聚能碗和集能锥形筒能够有效的聚集热能，并将它集中输送到导热通道中，有效提高能量使用效率，减少能量损耗；

28、3、本发明采用螺旋反射内壁结构的导热通道，其内部的反射涂层可以起到聚能的作用，使得热能二次聚集，同时螺旋反射内壁结构可以使热能沿通道螺旋式上升，使得加热平台受到的热能更为集中均匀；

29、4、本发明的高效聚能罩和导热通道由于其方向的可调性，可以增加更多的ⅰ级加热组件和ⅱ级加热组件，以便达到更高的加热温度。。

技术特征：

1.一种基于多级加热的高效聚能电加热装置，其特征在于，包括

2.根据权利要求1所述的一种基于多级加热的高效聚能电加热装置，其特征在于：所述ⅰ级加热组件（3）包括多个电阻加热器（301），多个所述电阻加热器（301）等间距设置在所述加热平台（1）的底部；

3.根据权利要求2所述的一种基于多级加热的高效聚能电加热装置，其特征在于：所述电阻加热器（301）为采用功率2kw，加热温度1000℃的微型电阻炉构成的电阻加热器；

4.根据权利要求3所述的一种基于多级加热的高效聚能电加热装置，其特征在于：所述ⅱ级加热组件（4）的输出端与电阻加热器（301）相连接，所述ⅱ级加热组件（4）包括热源（401）、高效聚能罩（402）和导热通道（403）；

5.根据权利要求4所述的一种基于多级加热的高效聚能电加热装置，其特征在于：所述高效聚能罩（402）包括聚能碗（4021）和集能锥形筒（4022），所述聚能碗（4021）和所述集能锥形筒（4022）平顺连接，所述集能锥形筒（4022）的输出口与所述导热通道（403）连接。

6.根据权利要求5所述的一种基于多级加热的高效聚能电加热装置，其特征在于：所述聚能碗（4021）的内壁设置有反射层，所述反射层为传热系数高、反射率高的浅色金属薄板或传热系数高、反射率高的反射涂层。

7.根据权利要求6所述的一种基于多级加热的高效聚能电加热装置，其特征在于：所述热源（401）安装在所述聚能碗（4021）的球心位置，所述热源（401）为功率2kw，加热温度1000℃的微型电阻炉。

8.根据权利要求4所述的一种基于多级加热的高效聚能电加热装置，其特征在于：所述导热通道（403）的输出口处设置有ⅱ级温度传感器（404），所述ⅱ级温度传感器（404）与所述加热控制器（5）连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于多级加热的高效聚能电加热装置，其特征在于：所述导热通道（403）的内周侧为螺旋反射结构，所述螺旋反射结构为传热系数高，反射率高的反射涂层。

10.根据权利要求1-9任意一项所述的一种基于多级加热的高效聚能电加热装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明公开了一种基于多级加热的高效聚能电加热装置及其控制方法，包括加热平台，内置温度传感器；封闭外壳，所述封闭外壳设置在所述加热平台的下部；Ⅰ级加热组件，所述Ⅰ级加热组件设置在所述加热平台的底部，且所述Ⅰ级加热组件设置在所述封闭外壳的内部；Ⅱ级加热组件，所述Ⅱ级加热组件的输出端与所述Ⅰ级加热组件连接，所述Ⅱ级加热组件设置在所述封闭外壳的内部；加热控制器，所述温度传感器、所述Ⅰ级加热组件和所述Ⅱ级加热组件均与所述加热控制器连接，本发明采用多级加热和高效聚能方式，有效解决当前电加热器领域的温度上限问题，大幅度提高电加热器的最高使用温度，能够应用于航天实验台的加热装置。技术研发人员：杨晓萍,张超,任旭东,张新洲,陈兰,于关玺受保护的技术使用者：镇江东方电热有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/18